 |
|
 |  |
|
|
| |
 | Afaceri | Agricultura | Economie | Management | Marketing | Protectia muncii |
| Transporturi |
OMOGENIZAREA SI EMULSIONAREA ÎN INDUSTRIA ALIMENTARA
1.Generalitati
Omogenizarea este operatia de reducere a dimensiunilor fazei disperse a unui lichid in scopul maririi stabilizarii la pastrare , reducerea tendintei de ecremare sau sedimentare, la reducerea dimensiunii componentelor unui material vascos (cazul fabricarii bradtului si compozitiei pentru prospaturi). Nu trebuie confundata cu amestecarea. Omogenizarea conduce si la emulsionare, daca produsele prelucrate contin si substante de emulgare (proteine, fosfolipide, etc.).
Emulsionarea este operatia in care doua lichide sunt amestecate intim, unul din lichide, faza dispersa fiind maruntita in picaturi mici in faza continua (externa).
De regula cele doua lichide sunt apa si uleiul formand emulsii de tip U/A sau A/U.Faza U/A de exemplu poate fi diluata cu apa colorata cu coloranti solubili in apa. Emulsia A/U poate fi diluata cu ulei, colorata cu coloranti solubili in ulei.
Tipul de emulsie ce se va obtine depinde de: tipul de emulgator utilizat,proportia relativa intre faze si de metode.
Interferenta dintre doua lichide nemiscibile, este locul energiei libere rezultata din diferenta fortelor de coeziune a celor doua lichide, impiedicandu-se aglomerarile,faza interna avand tendinta de a forma permanent picaturi micisferice.
Formarea unei emulsii implica reducerea tensiunii interfaciale dintre picaturi pentru a obtine o stabilitate marita. Acest lucru este usurat prin utilizarea emulgatorilor ca agenti de emulsionare care pot fi de orice natura (lecitina, sterolii) sau sintetici(esterii glicerolului,sarurile acizilor grasi,etc.).
Pe langa functia de emulsionare emulgatorii mai realizeaza: stabilitatea spumelor, efect de lubrificatie, aerarea produsului(la inghetata),complexarea amidonului,etc.
Faza in care agentul de emulsionare este mai solubil va deveni de regula, faza externa.
Pulberile fine pot fi adsorbite deasemenea pe interfete si pot actiona ca agenti de emulsionare.
2.Metodele de emulsionare
Pentru a forma o emulsie este necesara o energie care sa mentina lichidele in agitare si pentru a invinge rezistentele de frecare. Agitarea trebuie sa fie violenta pentru a dispersa fie picaturile fazei interne si pentru ca filmul protector al agentilor de emulsionare sa fie adsorbit.
La realizarea emulsiei se va tine seama de :
-promovarea unui anumit tip de emulsie tip U/A sau A/U;
-raportul dintre faze(daca o faza depaseste 50% este mai greu de realizat si manipulat operatia de emulsionare);
-temperatura de emulsionare trebuie strict specificata(pana la 71ºC sunt optime pentru realizarea emulsiilor de tip lactat;pentru maioneze fiind necesare temperaturi mai scazute).
Ca o regula generala, cele doua faze trebuie pregatite separat, agentul de emulsionare fiind adaugat la faza externa, cu exceptia,cand cele doua faze tind sa formeze prin hidratare aglomerate,caz in care la emulsionare faza interna se adauga in mod treptat la cea externa sub agitare.În alte cazuri,cele doua faze sunt emulsionate impreuna(bradtul etc.).
3.Masini, aparate si instalatii de omogenizare-emulsionare
Echipamentul de emulsionare poate fi de tipul: turbine omogenizatoare sub presiune, mori coloidale, omogenizatoare cu jet, omogenizatoare adiabatice sau omogenizatoare ultrasonice.
a)Turbinele
Turbinele se utilizeaza pentru realizarea emusiilor cu vascozitate redusa (<50 poise) cum ar fi dressing-urile pentru salate, maioneze, crème de umplutura, etc.
Un tip de turbina industriala il constituie utilajul
NAUTO-ROTOJET care este format dintr-un vas tronconic in care pe
langa pereti actioneaza doua spirale iar la
fundul vasului, un rotor-turbina realizand in bune conditii
dispersarea laptelui praf in apa de reconstituire,omogenizarea
si emulsionarea grasimii adaugate pentru standardizarea
produsului
- grupuri antrenare
3-corp tronconic
4-spirale elicoidale cu miscare
de rotatie si revolutie
5 - gura de alimentare
6 - gura de evacuare
Fig.2 Turbina NAUTO-ROTOJET
b) Omogenizatoare mecanice sub presiune
Sunt utilizate pentru reducerea dimensiunilor fazei interne (grasimii) din lapte pentru omogenizare cu scopul prevenirii eclemarii.Asigura scaderea dimensiunii globulelor de grasime sub 2μ.Temperatura optima de omogenizare a laptelui este aproximativ 60ºC cand grasimea este in stare fluida si vascozitatea scade.
Principiul de functionare: lichidul este fortat sa treaca printr-un spatiu redus realizat intre o valva si scaunul acesteia, distanta dintre acestea putand fi reglata cu ajutorul unui arc cu tensiune variabila fiind fortat spre evacuare de un "inel de spargere a jetului"- formand un ansamblu denumit "cap de omogenizare".
Alimentarea capului de omogenizare se realizeaza cu pompe cu mai multe pistoane.
La trecerea prin omogenizator produsul se incalzeste cu 2,5ºC la presiunea 100 barr sau cu 5ºC la o presiune de 200 barr.
Corpurile de omogenizare pot fi intr-o singura treapta de presiune, utilizate pentru laptele de consum, mixturi de inghetata cu mai putin de 10% grasime sau cu douatrepte de presiune la produse cu continut ridicat de grasime (smantana,dressing-uri pentru salate, maioneze,sosuri grase,mixturi pentru inghetate).
La produsele grase exista posibilitatea aglomerarii globulelor de grasime datorita agentului de emulsionare care acopera grupuri de globule de grasime la omogenizarea intr-o singura treapta (presiune 100-200 barr) de aceea se trece la a doua treapta de omogenizare care lucreaza la presiuni mai mici (aproximativ 50 barr).
1.valva
2.scaunul valvei
4.arc
5.surub de strangere
Fig.3 Corp de omogenizare intr-o singura treapta
1.supapa pentru treapta 1
2.supapa pentru treapta 2
Fig.4 Corp de omogenizare in doua trepte
1.membrana 5-50 mm2
2.piston culisant
3.camera de presiune
Fig.5 Corp de omogenizare cu membrana
c) Mori coloidale
În principiu o moara coloidala consta
dintr-un stator si rotor deplasabil,cu un
spatiu intre cele doua piese in care este
adus produsul ce se evacueaza la periferie.
Turatia rotorului :3000-15000 rot/min.
1.stator
2.rotor
3.buncar pentru ingrediente
4.pompa dozare apa
5.conducta de amestecare cu efect de ejector
Mori coloidale cu ax vertical se utilizeaza
pentru produse mai vascoase n= 3-10000 rot/min.
cu suprafata abraziva(danturata) se folosesc pentru Fig.6 Moara coloidala cu rotor omogenizarea-emulsionarea pastelor vascoase de carne. cu ax orizontal sau vertical
1.vas pentru topirea grasimii
2.4.7. pompe
3.vas pentru amestec lapte
degresat-grasime
5.vas pentru emulsionare
8.cap de emulsionare
d)Omogenizarea cu jet
Se foloseste la obtinerea laptelui integral recombinat.
Principiul de functionare -sunt doua tipuri de omogenizatoare care emulsioneaza- disperseaza un lichid in stare calda (grasimea) trimis sub forma de jet pulverizat in faza de dispersie (lapte degresat) printr-o duza. Reducerea dimensiunilor globulelor de grasime are loc in doua etape: prin lovirea globulelor de grasime formate in prima etapa de lichidul care formeaza faza de dispersie mentinut sub forma de structura densa. Realizeaza micsorarea dimensiunii globulelor de grasime si emulsionarea amestecului intr-un curent de lichid,datorita vartejurilor si a pulsatiilor turbulente.
e)Omogenizatoare adiabatice
În aceste omogenizatoare, emulsia se formeaza ca rezultat al instabilitatii amestecului de lichide sub vidul din recipient.În recipient se petrec urmatoarele procese:
-puverizarea amestecului prin duza de alimentare-dispersare
-detentia lichidului in camera de vid datorita presiunii mici din recipient
-formarea de bule de vapori de apa ca urmare a vaporizarii fazei apoase, care favorizeaza micsorarea dimensiunilor particulelor fazei grase si dispersarea lor in faza apoasa.
f)Omogenizatoare ultrasonice
În cazul obtinerii emulsiilor cu ajutorul ultrasunetelor lichidul este supus alternativ unei tensiuni si compresiuni.
În
jumatatea negativa a ciclului de presiune,cand
lichidul este sub tensiune,bulele prezente in lichid vor exploda.În
jumatatea pozitiva a ciclului,bulele se vor contracta. Daca
amplitudinea presiunii este mare si bulele sunt
mici, atunci cand sunt contractate ele vor colapsa violent-fenomenul este
cunoscut sub numele de cavitatie si conduce la eliberarea unei
cantitati de energie.Frecventa ultrasunetelor-aproximativ 10kHz.
Fig.8 Schita de principiu a generatorului de ultrasunete hidrodinamic
Lama ascutita este pozitionata in fata duzei cu sectiune rectangulara. Lichidul se pompeaza prin duza si pune lama in stare de vibratie, undele ultrasonore fiind conduse in lichidul din apropierea lamei vibratoare, unde se produc cavitati si deci emulsionare. Diametrul particulelor dispersate este de 1-2μ.
Omogenizatorul ultrasonic este utilizat pentru obtinerea de mixuri pentru inghetate, emulsii de uleiuri, reconstituirea laptelui de consum din lapte praf,sucuri de tomate,piureuri de fructe si legume,supe-crème,etc.
Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate
